وبلاگ

 

 

(۴-۴۵)

 

 

 

شرایط واگرایی حالتی خواهد بود که مقدار زاویه  به سمت مقادیر خیلی زیاد میل می‌کند و زاویه پیچش بال زیاد گردد و منجر به گسیختگی مقطع شود. این حالت را ناپایداری آیروالاستیک استاتیکی و یا واگرایی می‌نامند. بنابراین برای بوجود آمدن واگرایی باید:

 

 

 

 

(۴-۴۶)

 

 

 

شود. کمترین مقدار مربوط به  خواهد شد. بنابراین فشار دینامیکی واگرایی برابر:

 

 

 

 

(۴-۴۷)

 

 

 

خواهد شد.
۴-۴-۲- پدیده ­های آیروالاستیک دینامیکی
مباحث اصلی در آیروالاستیسیته دینامیکی عبارتند از:

 

 

• فلاتر:

 

 

از روزهای نخست ساخته شدن بال نوعی ارتعاشات خاص در بال هواپیما و سطوح کنترلی مانند شهپر و سکان مشاهده گردید که به فلاتر معروف گردید. فلاتر در واقع نوعی ناپایداری جسم الاستیک در جریان هواست که بیشتر در قسمت‌هایی از سازه هواپیما مانند بال‌ها و سطوح کنترلی که نیروهای آیرودینامیکی زیادی به آن­ها وارد می‌شود مشاهده می‌شود و بررسی آن زیر مجموعه‌ای از علم آیروالاستیسیته است. فلاتر در اثر برهم کنش نیروهای الاستیک و اینرسی سازه‌ای با نیروهای آیرودینامیک دائمی و یا غیر‌دائمی ایجاد می‌گردد که باعث تغییر فرم دینامیکی سازه می‌شود. این پدیده در سرعت خاصی که به سرعت فلاتر معروف است اتفاق می‌افتد و آن سرعتی است که در آن سازه مورد نظر در اثر نیروهای آیرودینامیک وارده ارتعاشات هارمونیک ساده بدون میرایی^[۱۰۰] انجام دهد. پرواز در سرعت­های کمتر و بیشتر از سرعت فلاتر به ترتیب نشان دهنده‌ی ارتعاشات پایدار و ناپایدار برای سازه‌ی بال هواپیما یا سطوح کنترلی آن است[۲۷].

 

 

• بافتینگ^[۱۰۱] :

 

 

این پدیده در اثر ارتعاشات گذرا اجزای سازه تحت اثر ضربات آیرودینامیکی ایجاد شده بوسیله گردابه‌ها بوجود می‌آید.

 

 

• پاسخ دینامیکی^[۱۰۲]:

 

 

پاسخ گذرای سازه هواپیما در اثر نیروهای سریع وارد شده به آن در اثر تندباد، ضربه در هنگام فرود، اثرات شلیک موشک از هواپیما و دیگر بارهای دینامیکی، می‌باشد.

 

 

• مشخصات پایداری

 

 

فلاتر سطوح برآ^[۱۰۳] را می­توان با بهره گرفتن از مدل خطی مربوط به تغییر فرم‌های الاستیک بررسی نمود. این سطوح می‌توانند رفتار دینامیکی بال و یا متعادل کننده‌ها، با و یا بدون سطوح کنترلی را ارائه نمایند. شبیه سازی تحلیلی سطوح با در نظر گرفتن مخازن خارجی بال، موتورها، ارابه فرود و یا مخازن داخلی در بال هواپیما، بسیار دشوار می‌باشد. اغلب این پیچیدگی‌ها را نمی‌توان بصورت تحلیلی در مدل‌های فلاتر وارد نمود. به همین دلیل در این بخش مدل­های ساده مورد بررسی قرار می‌گیرند. هنگامی که مدل‌های خطی برای آنالیز مورد استفاده قرار می‌گیرند، طبیعت فلاتر به گونه‌­ای است که عبور جریان سیال بر روی سطوح برآ نه تنها باعث ایجاد مؤلفه‌های برآ و ممان‌ها بصورت یکنواخت می‌شود بلکه باعث ایجاد نیروهای دینامیکی ناشی از تغییرات کوچک در حرکت سطوح برآ می‌شود. هرگاه سطوح برآ را که بطور استاتیکی پایدار هستند، در زیر سرعت فلاتر تحت اغتشاش قرار دهیم دامنه پاسخ دینامیکی پس از چند مرحله نوسان بصورت نمایی کاهش پیدا می‌کند. به عبارت دیگرعملاً هوا بصورت یک دمپر عمل می‌کند. چنانچه، سرعت بالاتر از محدوده فلاتر باشد، دامنه نوسانات بصورت نمایی افزایش پیدا می‌کند. این نوع بررسی کیفی مربوط به مشخصات پایداری خواهد بود. قبل از ورود به بحث فلاتر، پاسخ دینامیکی سازه را به یک بار آیرودینامیکی مورد بررسی قرار می‌دهیم. می‌توان معادلات حرکتی را برحسب مودهای نرمال ارتعاشی بیان نمود. چنانچه یک مدل پانل در نظر بگیریم و میزان جابجایی در هر نقطه از آن را با  در جهت عمود بر صفحه (جهت z ) مشخص کنیم و مودها را با  و فرکانس­های طبیعی مربوطه را با  نشان دهیم آنگاه معادله جابجایی سازه برابر خواهد بود با: